AT396509B - COMBINED, AIR COMPRESSING INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

COMBINED, AIR COMPRESSING INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDF

Info

Publication number
AT396509B
AT396509B AT0429483A AT429483A AT396509B AT 396509 B AT396509 B AT 396509B AT 0429483 A AT0429483 A AT 0429483A AT 429483 A AT429483 A AT 429483A AT 396509 B AT396509 B AT 396509B
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
combustion chamber
piston
diameter
ignition device
depth
Prior art date
Application number
AT0429483A
Other languages
German (de)
Other versions
ATA429483A (en
Original Assignee
Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschf Augsburg Nuernberg Ag filed Critical Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Publication of ATA429483A publication Critical patent/ATA429483A/en
Application granted granted Critical
Publication of AT396509B publication Critical patent/AT396509B/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/54—Sparking plugs having electrodes arranged in a partly-enclosed ignition chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B2023/108—Swirl flow, i.e. the axis of rotation of the main charge flow motion is vertical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/40—Squish effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Description

AT 396 509 BAT 396 509 B

Die Erfindung betrifft eine fremdgezündete, luftverdichtende Biennkraftmaschine mit direkter Einspitzung des Kraftstoffes durch einen Strahl zu einem Hauptteil auf die Wand des im Kolben vorgesehenen rotations-körperförmigen Brennraumes, bei der der einströmenden Luft durch bekannte Mittel eine solche Drehbewegung in Richtung des eingespritzten Kraftstoffstrahles erteilt wird, daß hierdurch der Kraftstoff in Dampfform von der Brennraumwand allmählich abgelöst und mit der Luft vermischt wird, die Einspritzdüse im Zylinderkopf in der Nähe des Brennraumrandes liegt und die der Einspritzdüse gegenüberliegende Zündvorrichtung in oberer Totpunktstellung des Kolbens in den Brennraum eintaucht, bei der die Seitenwandung des Brennraumes - im Querschnitt gesehen · aus zwei ineinander übergehenden, gekrümmten Linien mit Krümmungsradien (Rj), (R2> gebildet ist, wobei sich die erste Krümmungslinie mit ihrem Radius (Rj) von einer eingeschnürten Brennraumöffnung bis zum größten Brennraumdurchmesser (Dß) und die zweite Krümmungslinie mit ihrem Radius (R2) bis zum Brennraumboden erstreckt bzw. in diesen übergeht, bei der der größte Brennraumdurchmesser (Dß) das 0,5- bis 0,7-fache des Kolbendurchmessers (Dg) beträgt und - vom Kolbenboden aus - sich in einer bestimmten Tiefe (tj^) im Verhältnis zur Brennraumtiefe (Tß) befindet, wobei der Radius (R2) der zweiten Krümmungslinie eine Länge von 0,5 bis 0,75 der Brennraumtiefe (Tß) aufweist und wobei bestimmte Verhältnisse zwischen dem Brennraumöffnungsdurchmesser (du) und dem größten Brennraumdurchmesser (Dß) sowie zwischen der Wandhöhe (tjj) der Brennraumöffnung und der Brennraumtiefe (Tß) vorgesehen sind.The invention relates to a spark-ignited, air-compressing internal combustion engine with direct injection of the fuel by a jet to a main part on the wall of the rotary-body-shaped combustion chamber provided in the piston, in which the inflowing air is given such a rotational movement in the direction of the injected fuel jet by known means, that the fuel in vapor form is thereby gradually released from the combustion chamber wall and mixed with the air, the injection nozzle in the cylinder head is located near the edge of the combustion chamber, and the ignition device opposite the injection nozzle is immersed in the combustion chamber in the top dead center position of the piston, in which the side wall of the combustion chamber - seen in cross section · is formed from two merging, curved lines with radii of curvature (Rj), (R2>), the first line of curvature with its radius (Rj) extending from a constricted combustion chamber opening to the largest n combustion chamber diameter (Dß) and the second line of curvature extends or merges with its radius (R2) to the combustion chamber floor, at which the largest combustion chamber diameter (Dß) is 0.5 to 0.7 times the piston diameter (Dg) and - from the piston crown - is at a certain depth (tj ^) in relation to the combustion chamber depth (Tß), the radius (R2) of the second line of curvature having a length of 0.5 to 0.75 of the combustion chamber depth (Tß) and certain relationships between the combustion chamber opening diameter (du) and the largest combustion chamber diameter (Dß) and between the wall height (tjj) of the combustion chamber opening and the combustion chamber depth (Tß) are provided.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus dem SAE-Paper 6 90 255 bekannt, sofern die speziellen Werte für den grüßten Brennraumdurchmesser (Dß), den Kolbendurchmesser (Dr), die Brennraumtiefe (Tß), sowie die Radien (Rj) und (R2) aus der Fig. 2 dieser Vorveröffentlichung herausgemessen werden. Die sich daraus ergebenden Verhältniswerte für den größten Brennraumdurchmesser (Dß) sowie den Radius (R2) liegen im oben angegebenen Bereich. Da es sich um einen kugelförmigen Brennraum handelt, sind (Rj) und (R2) identisch.Such an internal combustion engine is known from SAE paper 6 90 255, provided that the special values for the largest combustion chamber diameter (Dß), the piston diameter (Dr), the combustion chamber depth (Tß), and the radii (Rj) and (R2) from the Fig. 2 of this prior publication can be measured. The resulting ratio values for the largest combustion chamber diameter (Dß) and the radius (R2) are in the range given above. Since it is a spherical combustion chamber, (Rj) and (R2) are identical.

Eine Biennkraftmaschine, die einen rotationskörperförmigen Brennraum aufweist, ohne die oben angegebenen Verhältnisse zu erfüllen, ist aus der DE-AS 1 576 020 bekannt.A Biennkraftmaschine, which has a rotating body-shaped combustion chamber, without fulfilling the conditions specified above, is known from DE-AS 1 576 020.

Bei einer anderen Gattung von Brennkraftmaschinen, die sich von der eingangs definierten Gattung schon durch die Verwendung zweistrahliger Einspritzdüsen unterscheiden, ist die Ausbildung eines ebenen Kolbenbodens bekannt.In the case of another type of internal combustion engine which already differs from the type defined at the outset by the use of two-jet injection nozzles, the formation of a flat piston crown is known.

Bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Gemischbildung überwiegend durch Kraftstoffwandauftragung »folgt, kommt der Luftbewegung im Brennraum eine doppelte Bedeutung zu, sie muß erstens eine genügend schnelle und wirksame Ablösung des an der Brennraumwand angelagerten Kraftstoffes bewirken und zweitens eine nachfolgende Vermischung des Kraftstoffes mit der Luft ergeben. Die Luftbewegung wird dabei durch zwei Maßnahmen hervorgerufen: durch die genannte Drehung der Verbrennungsluft um die Brennraumlängsachse entstehend während des Ansaughubes und durch die beim Einströmen der Luft in den Brennraum (beim Verdichtungshub) entstehende Quetschströmung. Dabei ist natürlich die achsensymmetrische Drehbewegung für die Ablösung des aufgespritzten Kraftstoffes besonders geeignet Diese ermöglicht hohe Luftgeschwindigkeiten mit lang» Lebensdauer, weil sie durch den Verbrennungsvorgang und die Expansionsbewegung d» Gase nicht zum Stillstand gebracht wird. Dagegen hat sich aber eine zu starke Quetschströmung bzw. deren Wirkung als nachteilig erwiesen. Da nämlich die Geschwindigkeit der Quetschströmung und damit auch deren in Wandnähe zur Brennraumöffnung gerichtete Komponente der resultierenden Drallströmung sich bei Annäherung des Kolbens an den oberen Totpunkt schneller vergrößert als die Geschwindigkeit d» durch das V»schieben der Ladung in den Kolbenbrennraum beschleunigten reinen Drallströmung und damit deren in einer horizontalen Bezugsebene tangentiale Komponente, ist die Richtung der resultierenden Strömung in Wandnähe üb» den Kolbenhub stark veränderlich. Dies führt bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen dazu, daß die Aufgabe, die Kraftstoffdampfkonzentration an d» Funkenstrecke während der Funkenüberschläge innerhalb der Zündgrenzen zu halten, schwierig zu lösen ist, da nicht nur die zeitliche sondern auch die örtliche Übereinstimmung von Gemisch-versorgung und Funkenüberschlägen sicherzustellen ist Diese Schwierigkeiten bedingten bei gegenüberlieg»ider Anordnung von Einspritzdüse und Zündvorrichtung die Notwendigkeit die Elektrode bzw. die Elektroden relativ weit in den Brennraum hineinragen zu lassen, damit der überspringende Funke sich die Stelle aussuchen kann, wo die günstigste Gemischzusammensetzung herrscht. Zudem wurde auch noch vorgeschlagen, im Bereich der Elektrode(n) in der Brennraumwand eine Staukante vorzusehen, oder den Kraftstoffilm mit Hilfe einer Einlaufrinne zu kanalisieren, wodurch (im Bereich der Elektroden) eine gewisse Kraftstoffänsammlung »reicht wurde.In internal combustion engines in which the mixture is mainly formed by fuel wall application, the air movement in the combustion chamber is of double importance, firstly it must cause the fuel attached to the combustion chamber wall to separate quickly and effectively and secondly result in subsequent mixing of the fuel with the air . The air movement is brought about by two measures: by the mentioned rotation of the combustion air around the longitudinal axis of the combustion chamber during the intake stroke and by the squeezing flow arising when the air flows into the combustion chamber (during the compression stroke). The axisymmetric rotary movement is of course particularly suitable for the detachment of the sprayed fuel. This enables high air speeds with a long service life because it is not brought to a standstill by the combustion process and the expansion movement of the gases. In contrast, however, an excessive squeezing flow or its effect has proven to be disadvantageous. Because the speed of the squeezing flow and thus also its component of the resulting swirl flow directed near the wall towards the combustion chamber opening increases faster when the piston approaches top dead center than the speed d »by accelerating the charge into the piston combustion chamber accelerating pure swirl flow and thus whose tangential component in a horizontal reference plane, the direction of the resulting flow near the wall varies greatly over the piston stroke. In the case of spark-ignition internal combustion engines, the task of keeping the fuel vapor concentration at the spark gap during the sparkover flashes within the ignition limits is difficult to solve, since not only the temporal but also the local match of the mixture supply and flashovers must be ensured Difficulties due to the opposing arrangement of the injection nozzle and the ignition device made it necessary to allow the electrode or electrodes to protrude relatively far into the combustion chamber, so that the spark which can jump over can choose the place where the most favorable mixture composition prevails. In addition, it was also proposed to provide a stowage edge in the area of the electrode (s) in the combustion chamber wall, or to channel the fuel film with the aid of an inlet gutter, as a result of which a certain amount of fuel was sufficient (in the area of the electrodes).

Wegen der Zyklonwirkung der Drallströmung, die den vom Wandfilm verdampfenden Kraftstoff in einer der Brennraumwand benachbarten Zone in der Umgebung des Brennraumäquators hält, ist es allgemein üblich bzw. erford»lich, die Funkenstrecke der Elektroden in eben diesen B»eich zu verlegen. Dadurch »gaben sich bei den bish» verwendeten, grob kugelähnlichen Brennräumen je nach ausgeführtem Motor Elektrodenlängen zwischen 20 und 25 mm.Because of the cyclone effect of the swirl flow, which holds the fuel evaporating from the wall film in a zone adjacent to the combustion chamber wall in the vicinity of the combustion chamber equator, it is generally customary or necessary to relocate the spark gap of the electrodes in precisely this area. As a result, electrode lengths between 20 and 25 mm resulted in the roughly spherical combustion chambers used, depending on the engine used.

Eine derartige Elektrodenlänge bringt jedoch einige bedeutsame Nachteile für Betriebssicherheit und Standzeit mit sich. Zunächst besteht die Gefahr, daß die Elektroden bedingt durch instationäre Wärmespannungen und von -2-However, such an electrode length has some significant disadvantages for operational safety and service life. First of all, there is a risk that the electrodes may be caused by transient thermal voltages and

AT 396 509 B der Strömung angefachte Schwingungen abbrechen können, was wegen des geringen Spaltmaßes zwischen Kolbenboden und Zylinderkopf zur Beschädigung der Kolbenlauffläche und letztlich zur Zerstörung des Motors führen kann. Ein weiterer Nachteil der großen Länge besteht darin, daß es unter Temperatureinfluß zu Verformungen kommen kann, die es unmöglich machen, den wegen der hohen Verdichtung notwendigen kleinen Elektrodenspalt von 0,1 bis 0,5 mm aufrechtzuerhalten. Wegen des ungünstigen Verhältnisses von Querschnitt zu Oberfläche bei langen Elektroden und wegen der aus Gründen der Unsicherheiten bei da- Gemischversorgung relativ hohen erforderlichen Zündenergie (bedingt durch die Schwankungen der Strömung) kommt es dabei zu ebenfalls hohen Abtsandgeschwindigkeiten, die die Serviceintervalle eines Fahrzeugs unnötig verkürzen.AT 396 509 B of the flow can interrupt vibrations which, due to the small gap between the piston crown and the cylinder head, can damage the piston running surface and ultimately destroy the engine. Another disadvantage of the long length is that, under the influence of temperature, deformations can occur which make it impossible to maintain the small electrode gap of 0.1 to 0.5 mm which is necessary because of the high compression. Because of the unfavorable ratio of cross-section to surface with long electrodes and because of the uncertainty required for the mixture supply, the ignition energy required is relatively high (due to the fluctuations in the flow), there are also high sanding speeds, which unnecessarily shorten the service intervals of a vehicle.

Auch ist es nachteilig, in der Brennraumwand eine Staukante oder Einlaufrinne vorzusehen, da derartige Maßnahmen als zusätzliche Bearbeitung den Kolben verteuern. Darüberhinaus werden die Wirkungen dieser Maßnahmen bei längerem Betrieb mit nicht absolut reinem Kraftstoff eingeschränkt oder sogar aufgehoben, da diese Verunreinigungen an der Brennraumwand abgeschieden werden und Beläge wachsender Dicke bilden, die die Gestalt der Staukante oder der Einlaufrinne so stark ändern, daß eine sichere Zündung nicht mehr gewährleistet ist.It is also disadvantageous to provide a baffle or inlet channel in the combustion chamber wall, since such measures make the piston more expensive as additional processing. In addition, the effects of these measures are limited or even canceled when operating for longer periods with fuel that is not absolutely pure, since these contaminants are deposited on the combustion chamber wall and form deposits of increasing thickness, which change the shape of the storage edge or the inlet channel so strongly that reliable ignition does not occur more is guaranteed.

Bei dem hinsichtlich innerem Wirkungsgrad und Abgasqualität erforderlichen und in der Praxis verwirklichten hohen Verdichtungsverhältnissen von 16 bis 18 und den damit relativ kleinen Brennraumdurchmessem wurde in der Regel beim eingangs erwähnten Stand der Technik der Brennraum zur Kerze hin außermittig angeordnet, da die Kerze wegen der Ventile in einem bestimmten Abstand zur Zylindermitte angeordnet wird, wegen des Schichtladungsprinzips aber an der Peripherie des Brennraumes liegen muß. Der relativ kleine Brennraum· durchmesser und die Verschiebung des Brennraumes zur Kerze hin bedingt eine besonders lange Düsenschnaupe, die zu Störungen der Drallströmung und damit verbunden zu Zündschwierigkeiten fuhren kann.Given the high compression ratios of 16 to 18, which are required in practice with regard to internal efficiency and exhaust gas quality, and the resulting relatively small combustion chamber diameters, the combustion chamber towards the candle was generally arranged off-center in the prior art mentioned at the outset, since the candle in because of the valves in a certain distance from the center of the cylinder is arranged, but must lie on the periphery of the combustion chamber because of the stratified charge principle. The relatively small combustion chamber diameter and the displacement of the combustion chamber towards the candle necessitate a particularly long nozzle sniff, which can lead to disturbances in the swirl flow and, in connection therewith, ignition difficulties.

Der relativ kleine Brennraumdurchmesser, genauer gesagt der relativ kleine Durchmesser der Brenn-raumöffnung, bedingt einen weiteren Nachteil in der Form, daß die auftretende starke Quetschströmung verbunden mit den relativ langen Strömungswegen zu der als Wärmesenke fungierenden Kolbenringen zu hohen Temperatufbelastungen am Brennraumrand führen.The relatively small combustion chamber diameter, more precisely the relatively small diameter of the combustion chamber opening, causes a further disadvantage in the form that the strong squeezing flow that occurs, together with the relatively long flow paths to the piston rings, which act as a heat sink, lead to high temperature loads on the edge of the combustion chamber.

Auch der Ventilsteg wird durch die Quetschströmung verstärkt mit Wärme beaufschlagtThe valve web is also subjected to increased heat from the squeezing flow

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aufgezeigten Schwachstellen in ihr» nachteiligen Wirkung zu mildem bzw. ganz zu beseitigen, wobei es das Ziel ist, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art die stark variable Strömung in Wandnähe zu vergleichmäßigen, den Verschleiß der Zündvorrichtung zu senken und ohne erheblichen konstruktiven Mehraufwand in allen Betriebsbereichen eine absolut sichere Zündung und optimale Verbrennung des aufbereiteten Gemisches und damit bestmögliche Motoidaten zu erreichen.The object of the present invention is to eliminate the weaknesses shown in their »disadvantageous effect too mildly or completely, the aim being to even out the highly variable flow near the wall in an internal combustion engine of the type described, the wear of the ignition device lower and achieve absolutely reliable ignition and optimal combustion of the processed mixture and thus the best possible motoidate in all operating areas without significant additional design effort.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brennraumboden im wesentlichen flach ausgebildet ist, daß der größte Brennraumdurchmesser (Dg) in einer Tiefe (tj>) von 0,3 bis 0,4 der Brennraumtiefe (Tg) liegt und der Radius (Rj) der ersten Krümmungslinie eine Länge von 0,2 bis 0,3 der Brennraumtiefe (Tg) aufweist und daß das Verhältnis Brennraumöffnungsdurchmesser (dg) zu größtem Brennraumdurchmesser (Dg) zwischen 0,85 und 0,95 und die Wandhöhe (tu) der Brennraumöffnung zwischen 0,1 und 0,15 der Brennraumtiefe (Tg) liegt.According to the invention, this object is achieved in that the combustion chamber floor is essentially flat, that the largest combustion chamber diameter (Dg) is at a depth (tj >) of 0.3 to 0.4 of the combustion chamber depth (Tg) and the radius (Rj) the first line of curvature has a length of 0.2 to 0.3 of the combustion chamber depth (Tg) and that the ratio of the combustion chamber opening diameter (dg) to the largest combustion chamber diameter (Dg) is between 0.85 and 0.95 and the wall height (tu) of the combustion chamber opening between 0.1 and 0.15 of the combustion chamber depth (Tg).

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Brennraumform wird folgendes erreicht: Der Kraftstoffdampf wird durch die starke Krümmung der Brennraumseitenwand im Bereich des größten Durchmessers stärk» als bisher in einer bestimmten Zone konzentriert. Diese Zone liegt in der Nähe der Brennraumöffnung; dadurch ist eine einwandfreie Versorgung auch kurzer Elektroden mit zündfähigem Gemisch gewährleistet Es können deshalb die bisher verwendeten mit mehreren Stabelektroden versehenen Einschraubzündkerzen drastisch verkürzt werden, wobei sich Eintauchlängen (in OT-Lage des Kolbens) unter 12 mm ergeben bzw. sogar die an Pkw-Ottomotoren üblichen Kerzen mit Hakenelektroden verwendet weiden können. Auch die Anwendung ein» Glühkerze ist nicht auszuschließen.The following is achieved by the combustion chamber shape proposed according to the invention: the fuel vapor is concentrated more strongly than previously in a certain zone by the strong curvature of the combustion chamber side wall in the region of the largest diameter. This zone is close to the combustion chamber opening; This ensures that even short electrodes with an ignitable mixture are properly supplied.Therefore, the screw-in spark plugs previously used with multiple stick electrodes can be drastically shortened, with immersion lengths (in the TDC position of the piston) of less than 12 mm, or even those on car gasoline engines usual candles can be used with hook electrodes. The use of a »glow plug cannot be ruled out.

Durch das Vergrößern des größten Brennraumdurchmessers bzw. des Durchmessers der Brennraumöffnung (relativ zur Brennraumtiefe) wird die restliche Kolbenbodenfläche und damit die für die Ausbildung der Quetschströmung wesentliche radiale Weglänge verkleinert Neben der damit verbundenen Beruhigung der Strömung in Wandnähe wird durch die Verkleinerung d» Quetschströmungsgeschwindigkeit auch die thermische Belastung der Brennraumöffnung, die natürlich auch schon durch die jetzt nähere Entfernung zur Kolbenringpartie verklein»t wird, sowie des Ventilsteges verringert Auch hat die Vergrößerung des Brennraumdurchmessers den Vorteil, daß damit die Luftausnutzung verbessert wird, da sich der Anteil d» Frischluft zwisch»i Kolbenboden und Zylinderkopf, der erfahrungsgemäß nur unvollständig an der Verbrennung teilnimmt verring»t Schließlich rückt mit d» Vergrößerung des Brennraumes die der Keize gegenüberliegende Seite der Brennraumöffnung näh» an die Einspritzdüse heran, wodurch die Düsenschnaupe in Kolben veikürzt wird bzw. ganz entfallen kann.By enlarging the largest combustion chamber diameter or the diameter of the combustion chamber opening (relative to the combustion chamber depth), the remaining piston crown area and thus the radial path length essential for the formation of the squeezing flow are reduced.In addition to the associated calming of the flow near the wall, the reduction in squeezing flow rate also results in a reduction The thermal load on the combustion chamber opening, which is of course also reduced due to the closer distance to the piston ring section, and the valve web. Increasing the combustion chamber diameter also has the advantage that it improves air utilization, since the proportion of fresh air is between »I Piston base and cylinder head, which experience has shown that it does not fully participate in the combustion process. Finally, with the enlargement of the combustion chamber, the side of the combustion chamber opening opposite the germ moves closer to the injection nozzle se zoom is veikürzt whereby the Düsenschnaupe in the piston or can be omitted altogether.

Durch die stärk»e Konzentration des Dampf-Luft-Gemisches im Bereich des größten Brennraumdurchmessers wird die störungsfreie Versorgung einer dort befindlichen Funkenstrecke mit zündfähigem Gemisch erleichtert, was die Anwendung beispielsweise einer Einlaufrinne, die ja flüssigen Kraftstoff vor die Funkenstrecke leiten soll, unnötig macht Diese dadurch erzielte Verbesserung der periph»ischen Ladungsschich&c ermöglicht auch eine Verringerung d» benötigten Zündenergie, da dadurch eine höhere lokale Kraftstoff onpfkonzentration »reicht wird, die ja bekanntlich proportional der Ionisationsspannung und auch der Funkendau» ist -3-The strong concentration of the steam-air mixture in the area of the largest combustion chamber diameter facilitates the trouble-free supply of an ignitable mixture to a spark gap located there, which makes the use of, for example, an inlet gutter, which is supposed to lead liquid fuel in front of the spark gap, unnecessary The improvement in the peripheral charge layer achieved thereby also enables a reduction in the ignition energy required, since this results in a higher local fuel concentration, which is known to be proportional to the ionization voltage and the spark duration.

AT 396 509 BAT 396 509 B

Wie bereits erwähnt, sind wegen des geringen Abstandes des grüßten Brennraumdurchmessers zur Brennraum-öffnung nur kurze Elektroden erforderlich. Diese kurzen Elektroden haben den Vorteil längerer Standzeit, da sie, nicht zuletzt auch wegen der nun vorliegenden geringeren Luftbewegung, kühler bleiben. Diese Tatsache ermöglicht es auch, das Verdichtungsverhältnis weiter, d. h. über bisher IS hinaus anzuheben, ohne wegen des damit verbundenen Temperatur- und Druckniveaus im Zylinder und damit der Wärmebeaufschlagung da Kerzenelektroden unerträglich hohe Abbrandraten in Kauf nehmen zu müssen.As already mentioned, only short electrodes are required because of the small distance between the largest combustion chamber diameter and the combustion chamber opening. These short electrodes have the advantage of a longer service life because they remain cool, not least because of the reduced air movement that is now present. This fact also makes it possible to further increase the compression ratio, i. H. to increase beyond IS so far, without having to put up with unbearably high burn-up rates due to the associated temperature and pressure level in the cylinder and thus the heat exposure since candle electrodes.

Die Verwendung des vorgeschlagenen Brennraumes ist für den hier betrachteten Fall eines fremdgezündeten Motors besonders günstig, weil gerade die sinnvollerweise eine Fremdzündung benötigenden Kraftstoffe (beispielsweise Methanol) einen niedrigen Siedepunkt bzw. Siedeverlauf als Dieselkraftstoff aufweisen und damit die Verlangsamung der Drallströmung im Bereich des größten Brennraumdurchmessers gegenüber einem kugelförmigen Brennraum mit sehr viel kleinerem Durchmesser in ihrer Auswirkung auf die Geschwindigkeit der Gemischbildung kompensiert wird. Jedoch können auch mit Dieselkraftstoff betriebene Motoren von der erfindungsgemäßen Brennraumausbildung profitieren, um beispielsweise die Nachteile einer langen Einspritz-düsenschnaupe bzw. hoher Temperaturbelastungen der bisher kugelähnlichen Brennraumform zu umgehen.The use of the proposed combustion chamber is particularly favorable in the case of a spark-ignited engine considered here, because the fuels (e.g. methanol) that are expediently required to have a spark ignition have a low boiling point or boiling curve as diesel fuel and therefore slow down the swirl flow in the area of the largest combustion chamber diameter a spherical combustion chamber with a much smaller diameter is compensated for in its effect on the speed of the mixture formation. However, engines operated with diesel fuel can also benefit from the combustion chamber design according to the invention, for example in order to circumvent the disadvantages of a long injection nozzle or high temperature loads of the previously spherical combustion chamber shape.

In einer Ausbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, den mittleren Teil des Brennraumbodens - wie an sich bekannt - als kuppelförmige Erhebung auszubilden. Die dort sonst befindliche Luft (bei einer flachen Ausbildung des Bodens) wird dadurch näher an die von der Wand ausgehende Verbrennung herangebracht.In an embodiment of the invention, it is advantageous to design the central part of the combustion chamber floor as a dome-shaped elevation, as is known per se. The air there otherwise (with a flat formation of the floor) is brought closer to the combustion emanating from the wall.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kraftstoffstrahl mit einer zur Zylinderachse (x) normalen Ebene einen Winkel (ß) von 10 bis 15° einschließt, wobei der Auftreffpunkt des geometrischen Kraftstoffstrahles auf der Brennraumwand in OT-Stellung des Kolbens in einem Abstand (a) von 40 bis 60 % der Brennraumtiefe (Tg) unterhalb des Kolbenbodens liegt Dies ist wegen der im Vergleich zu üblichen Brennraumformen kleineren Tiefe des Brennraumes günstig, da so die Einspritzung (Einspritzbeginn liegt bei Vollast bei etwa 30° Kurbelwinkel vor OT), so erfolgt, daß einmal bei Beginn der Einspritzung kein Kraftstoff auf den Kolbenboden gelangt und einmal der Auftreffpunkt des Kraftstoffstrahles auf der Brennraumwand in der oberen Totpunktlage des Kolbens nicht zu tief im unteren Bereich des Brennraumes, mit anderen Worten, nicht zu tief unterhalb des größten Brennraumdurchmessers liegtIn an advantageous embodiment of the invention it is provided that the fuel jet encloses an angle (β) of 10 to 15 ° with a plane normal to the cylinder axis (x), the point of impact of the geometric fuel jet on the combustion chamber wall in the TDC position of the piston in one Distance (a) of 40 to 60% of the combustion chamber depth (Tg) is below the piston crown. This is favorable because of the smaller depth of the combustion chamber compared to conventional combustion chamber shapes, since the injection (start of injection at full load is around 30 ° crank angle before TDC) , so that once at the beginning of the injection no fuel reaches the piston crown and once the point of impact of the fuel jet on the combustion chamber wall in the top dead center position of the piston is not too deep in the lower region of the combustion chamber, in other words, not too deep below the largest Combustion chamber diameter

In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zentriwinkel (a) zwischen Kraftstoffstrahl-Auftreffpunkt und dem Zentrum der Zündvorrichtung in einer normal zur Brennraumlängsachse (x) liegenden Ebene projiziert - zwischen 15 und 45° beträgt So trifft - in Richtung der Luftdrehung gesehen -der geometrische Kraftstoffstrahl vor der in den Brennraum eingetauchten Zündvorrichtung auf die Brennraumwand auf, um mit Sicherheit ein gut zündbares Gemisch zu erhalten bzw. um den Strahlauftreffpunkt nahe genug an die Elektrodenzone heranzubringen.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the central angle (a) between the fuel jet impingement point and the center of the ignition device is projected in a plane lying normal to the longitudinal axis of the combustion chamber (x) - between 15 and 45 ° is So hits - in the direction of the air rotation the geometric fuel jet in front of the ignition device immersed in the combustion chamber onto the combustion chamber wall in order to obtain a mixture that can be ignited with certainty or to bring the jet impact point close enough to the electrode zone.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zündvorrichtung aus zueinander parallel verlaufenden Stabelektroden bestehtIn one embodiment of the invention it is provided that the ignition device consists of parallel stick electrodes

In einer Weiterbildung der zuletzt genannten Ausgestaltung ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die den einen Pol der Zündvorrichtung bildende Stabelektrode aus mehreren um die den anderen Pol bildende Stabelektrode angeordneten Teilelektroden bestehtIn a further development of the last-mentioned embodiment, it is advantageously provided that the stick electrode forming one pole of the ignition device consists of several partial electrodes arranged around the stick electrode forming the other pole

In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Zündvorrichtung aus einer Zündkerze mit einer oder mehreren Hakenelektroden bestehtIn another embodiment it is provided that the ignition device consists of a spark plug with one or more hook electrodes

In wieder einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß als Zündvorrichtung eine Glühkerze verwendet wird.In yet another embodiment it is provided that a glow plug is used as the ignition device.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Länge der in oberer Totpunktstellung des Kolbens in den Brennraum hineinragenden Zündvorrichtung unter 12 mm liegt Diese Ausbildung wird wegen des geringen Abstandes des größten Brennraumdurchmessers zur Brennraumöffnung möglich und ist vorteilhaft da kurze Elektroden den Vorteil längerer Standzeit haben, was auf die geringere thermische Belastung zurückzuführen ist Dies macht es auch möglich, das Verdichtungsverhältnis weiter zu erhöhen.In a preferred development of the invention it is provided that the length of the ignition device projecting into the combustion chamber in the top dead center position of the piston is less than 12 mm. This design is possible because of the small distance between the largest combustion chamber diameter and the combustion chamber opening and is advantageous because short electrodes have the advantage of longer service life have, which is due to the lower thermal load. This also makes it possible to further increase the compression ratio.

Nachfolgend soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt gemäß der Linie (1*1) in Fig. 2 durch den oberen Teil eines Kolbens mit einem Brennraum und Kraftstoffstrahl nach der Erfindung und Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kolben gemäß der Linie (II-II) in Fig. 1.The invention will be described in more detail below using an exemplary embodiment. 1 shows a longitudinal section along the line (1 * 1) in FIG. 2 through the upper part of a piston with a combustion chamber and fuel jet according to the invention, and FIG. 2 shows a plan view of the piston along the line (II-II) in Fig. 1.

In den Figuren ist im Boden (la) eines Kolbens (1) mittig ein Brennraum (3) mit einer eingeschnürten Brennraumöffnung (3a) angeordnet. Der flüssige Kraftstoff wird aus einer nicht näher dargestellten Einspritzdüse (8), welche außermittig im Zylinderkopf (2) angeordnet ist, zu einem im Hinblick auf die Art der Betriebsbedingungen und die Art des Kraftstoffes (Siedelage und Zündwilligkeit) geeigneten Zeitpunkt mit nur einem Strahl (9) in den Brennraum (3) in Richtung der rotierenden Verbrennungsluft (12) eingespritzt. Der Auftreffpunkt des Kraftstoffstrahles auf der Brennraumwand (4) liegt in OT-Stellung des Kolbens unterhalb des größten Brennraumdurchmessers (Dg) und ist mit (9a) bezeichnet. Der Strahlabspritzpunkt (8a) der Einspritzdüse (8) liegt dabei in der Nähe des Brennraumöffnungsrandes.In the figures, a combustion chamber (3) with a constricted combustion chamber opening (3a) is arranged centrally in the bottom (la) of a piston (1). The liquid fuel is discharged from an injection nozzle (8), which is not shown in detail, which is arranged off-center in the cylinder head (2), at a point in time that is suitable with regard to the type of operating conditions and the type of fuel (boiling point and ignitability) with only one jet ( 9) injected into the combustion chamber (3) in the direction of the rotating combustion air (12). The point of impact of the fuel jet on the combustion chamber wall (4) lies in the TDC position of the piston below the largest combustion chamber diameter (Dg) and is designated by (9a). The jet spray point (8a) of the injection nozzle (8) is in the vicinity of the edge of the combustion chamber opening.

Dem Strahlabspritzpunkt (8a) gegenüber ist eine in dem Kolbenboden (la) bzw. der Brennraumwand (4) eingearbeitete Ausnehmung (Nische) (10) vorgesehen, in die in oberer Totpunktstellung des Kolbens (1) eine -4-Opposite the jet spray point (8a) there is a recess (niche) (10) made in the piston crown (la) or the combustion chamber wall (4), into which a -4- in the top dead center position of the piston (1).

Claims (9)

AT 396 509 B Zündvorrichtung (11), welche ebenfalls im Zylinderkopf (2) angeordnet ist, eintaucht. Die Zündvorrichtung besteht beispielsweise aus mehreren Stabelektroden; im vorliegenden Fall aus einer Mittelelektrode (13) und aus drei um diese Mittelelektrode (13) angeordneten Einzelelektroden (14a), (14b), (14c). Als Zündkerze kann aber auch eine bei Pkw-Ottomotoren übliche Kerze mit Hakenelektroden verwendet werden. Ebenfalls ist die Anwendung einer Glühkerze nicht auszuschließen. Die Seitenwandung (4) des Brennraums (3) wird erfindungsgemäß aus zwei ineinander übergehenden gekrümmten Linien (5), (6) gebildet, wobei sich die erste Krümmungslinie (5) mit dem kleineren Krümmungsradius (Rj) von der eingeschnürten Brennraumöffnung (3a) bis zum größten Brennraum-durchmesser (Dg) und die zweite Krümmungslinie (6) mit dem größeren Krümmungsradius (R2) bis zum im wesentlichen flach ausgebildeten Brennraumboden (7) erstreckt bzw. in diesen übergeht, wobei der Brennraumboden (7) in der Mitte auch eine Aufwölbung aufweisen kann. Der größte Brennraumdurchmesser (Dß), in dessen Horizontalebene auch die Mittelpunkte (5a), (6a), der Krümmungslinien (5), (6) liegen, beträgt dabei das 0,5- bis 0,7-fache des Kolbendurchmessers (Dg) und befindet sich, vom Kolbenboden (la) aus, in einer Tiefe (tß), die dem 0,3- bis 0,4-fachen der Brennraumtiefe (Tß) entspricht. Der kleinere Krümmungsradius (Rj) der Brennraumseitenwandung (4) weist dabei eine Länge von 0,2 bis 0,3 Tß, der größere Krümmungsradius (R2) eine Länge von 0,5 bis 0,75 Tß auf. Schließlich liegt der Durchmesser (djj) der eingeschnürten Brennraumöffnung (3a) zwischen 0,85 und 0,95 Dß, wobei die Wandhöhe dieser Öffnung zwischen 0,1 und 0,15 Tß beträgt. Der Auftreffpunkt (9a) des Kraftstoffstrahles (9) auf der Brennraumwand (4) liegt in OT-Stellung des Kolbens (1) in einem Abstand (a) von 40 bis 60 % der Brennraumtiefe unterhalb des Kolbenbodens (la). Dabei schließt derselbe mit dem Zentrum da* Mittelelektrode (13) der Zündvorrichtung (11), in einer senkrecht zur Brennraumachse (x) liegenden Ebene projiziert, einen Zentriwinkel (a) von 15 bis 45° ein. In Fig. 2 ist in einem Seitenriß auch noch die tatsächliche Größe des Winkels (ß) dargestellt, den der Kraftstoffstrahl (9) mit einer zur Zylinderachse (x) normalen Ebene einschließt, wobei die Gerade (15) die Ebene normal zur Zylinderachse (x) abbildet und die Strecke (16) den Abstand von Strahlausgangspunkt (8a) zum Strahlauftrefipunkt (9a) in Richtung der Zylinderachse (x) dargestellt. Wie aus Fig. 2 weiter noch ersichtlich, braucht - aus konstruktiven Gesichtspunkten - der Strahlabspritzpunkt (8a) sowie die Zündvorrichtung sich nicht unbedingt direkt diametral gegenüber liegen, sondern kann auch etwas von der Brennraummitte (Kolbenmitte) versetzt angeordnet sein. Auch wäre es möglich, den Brennraum selbst etwas außermittig anzuordnen, wenn ebenfalls aus konstruktiven Gründen der Abstand der Zündvorrichtung zur Zylindermitte unter Umständen etwas größer sein muß als bei einem mittigen Biennraum. Dabei kann im vorliegenden Fall wegen des größeren Brennraumdurchmessers trotzdem noch auf eine Schnaupe verzichtet werden. PATENTANSPRÜCHE 1. Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit direkter Einspritzung des Kraftstoffes durch einen Strahl zu einem Hauptteil auf die Wand des im Kolben vorgesehenen rotationskörperförmigen Brennraumes, bei der der einströmenden Luft durch bekannte Mittel eine solche Drehbewegung in Richtung des eingespritzten Kraftstoffstrahles erteilt wird, daß hierdurch der Kraftstoff in Dampfform von der Brennraumwand allmählich abgelöst und mit der Luft vermischt wird, die Einspritzdüse im Zylinderkopf in der Nähe des Brennraumrandes liegt und die der Einspritzdüse gegenüberliegende Zündvorrichtung in oberer Totpunktstellung des Kolbens in den Biennraum eintaucht, bei der die Seitenwandung des Biennraumes - im Querschnitt gesehen - aus zwei ineinander übergehenden, gekrümmten Linien mit Krümmungsradien gebildet ist, wobei sich die erste Krümmungslinie mit ihrem Radius von einer eingeschnürten Brennraumöffhung bis zum größten Brennraumdurchmesser und die zweite Krümmungslinie mit ihrem Radius bis zum Brennraumboden erstreckt bzw. in diesen übergeht, bei der da* größte Brennraumdurchmesser das 0,5- bis 0,7-fache des Kolbendurchmessers beträgt und - vom Kolbenboden aus - sich in einer bestimmten Tiefe im Verhältnis zur Brennraumtiefe befindet, wobei der Radius der zweiten Krümmungslinie eine Länge von 0,5 bis 0,75 der Brennraumtiefe aufweist und wobei bestimmte Verhältnisse zwischen dem Brennraumöffnungsdurchmesser und dem größten Brennraumdurchmesser sowie zwischen der Wandhöhe der Brennraumöffnung und der Biennraumtiefe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraumboden (7) im wesentlichen flach ausgebildet ist, daß der größte Brennraumdurchmesser (Dß) in ein«: Tiefe (tß) von 0,3 bis 0,4 der Brennraumtiefe (Tß) liegt und der Radius (R^) der ersten Krümmungslinie (5) eine Länge von 0,2 bis 0,3 der Biennraumtiefe (Tß) aufweist und daß das Verhältnis Brennraumöffnungs- -5- AT 396 509 B durchmesser (djj) zu größtem Brennraumdurchmesser (DB) zwischen 0,85 und 0,95 und die Wandhöhe (tjj) der Bienmaumöffnung (3a) zwischen 0,1 und 0,15 der Brennraumtiefe (TB) liegt.AT 396 509 B ignition device (11), which is also arranged in the cylinder head (2), is immersed. The ignition device consists, for example, of several stick electrodes; in the present case from a central electrode (13) and from three individual electrodes (14a), (14b), (14c) arranged around this central electrode (13). However, a spark plug with hook electrodes, which is customary in car gasoline engines, can also be used as the spark plug. The use of a glow plug cannot be ruled out either. According to the invention, the side wall (4) of the combustion chamber (3) is formed from two curved lines (5), (6) which merge into one another, the first curve line (5) with the smaller radius of curvature (Rj) extending from the constricted combustion chamber opening (3a) to to the largest combustion chamber diameter (Dg) and the second line of curvature (6) with the larger radius of curvature (R2) extends to the essentially flat combustion chamber floor (7) or merges into it, with the combustion chamber floor (7) in the middle also Can have bulges. The largest combustion chamber diameter (Dß), in the horizontal plane of which the center points (5a), (6a), the lines of curvature (5), (6) also lie, is 0.5 to 0.7 times the piston diameter (Dg) and is located from the piston crown (la) at a depth (tß) that corresponds to 0.3 to 0.4 times the combustion chamber depth (Tß). The smaller radius of curvature (Rj) of the combustion chamber side wall (4) has a length of 0.2 to 0.3 Tß, the larger radius of curvature (R2) a length of 0.5 to 0.75 Tß. Finally, the diameter (djj) of the constricted combustion chamber opening (3a) is between 0.85 and 0.95 Dß, the wall height of this opening being between 0.1 and 0.15 Tß. The point of impact (9a) of the fuel jet (9) on the combustion chamber wall (4) is in the TDC position of the piston (1) at a distance (a) of 40 to 60% of the combustion chamber depth below the piston crown (la). It includes a center angle (a) of 15 to 45 ° with the center da * center electrode (13) of the ignition device (11), projected in a plane perpendicular to the combustion chamber axis (x). In Fig. 2, the actual size of the angle (β) is also shown in a side elevation, which the fuel jet (9) includes with a plane normal to the cylinder axis (x), the straight line (15) the plane normal to the cylinder axis (x ) and the distance (16) represents the distance from the beam starting point (8a) to the beam running reflection point (9a) in the direction of the cylinder axis (x). As can also be seen from FIG. 2, from a constructional point of view, the jet spray point (8a) and the ignition device do not necessarily have to be diametrically opposite, but can also be offset somewhat from the center of the combustion chamber (piston center). It would also be possible to arrange the combustion chamber itself somewhat off-center, if the distance between the ignition device and the center of the cylinder may also have to be somewhat larger than in the case of a central bee space, for design reasons too. In this case, because of the larger combustion chamber diameter, a sniff can still be dispensed with. 1. Patent-fired, air-compressing internal combustion engine with direct injection of the fuel by a jet to a main part on the wall of the rotary body-shaped combustion chamber provided in the piston, in which the incoming air is given such a rotational movement in the direction of the injected fuel jet by known means that this results in the Fuel in vapor form is gradually detached from the combustion chamber wall and mixed with the air, the injection nozzle in the cylinder head is located near the edge of the combustion chamber and the ignition device opposite the injection nozzle is immersed in the biennial space in the top dead center position of the piston, with the side wall of the biennial space - in cross section seen - is formed from two merging, curved lines with radii of curvature, the first line of curvature with its radius extending from a constricted combustion chamber opening to the largest combustion chamber diameter and the second line of curvature extends or merges with the radius to the combustion chamber floor, at which the largest combustion chamber diameter is 0.5 to 0.7 times the piston diameter and - from the piston floor - is at a certain depth in relation to Combustion chamber depth, the radius of the second line of curvature has a length of 0.5 to 0.75 of the combustion chamber depth and certain relationships between the combustion chamber opening diameter and the largest combustion chamber diameter and between the wall height of the combustion chamber opening and the beehive chamber depth are provided, characterized in that the The combustion chamber floor (7) is essentially flat, so that the largest combustion chamber diameter (Dß) lies in a depth (tß) of 0.3 to 0.4 of the combustion chamber depth (Tß) and the radius (R ^) of the first line of curvature ( 5) has a length of 0.2 to 0.3 of the biennial depth (Tß) and that the ratio of the combustion chamber opening -5- AT 396 509 B by knife (djj) to the largest combustion chamber diameter (DB) is between 0.85 and 0.95 and the wall height (tjj) of the apical opening (3a) is between 0.1 and 0.15 of the combustion chamber depth (TB). 2. Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil des Brennraumbodens (7) - wie an sich bekannt - als kuppelförmige Erhebung ausgebildet ist2. Spark-ignited, air-compressing internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the central part of the combustion chamber floor (7) - as known per se - is designed as a dome-shaped elevation 3. Fremdgeziindete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffstrahl (9) mit einer zur Zylinderachse (x) normalen Ebene einen Winkel (ß) von 10 bis 15° einschließt wobei dar Auftreffpunkt (9a) des geometrischen Kraftstoffstrahles (9) auf der Brennraumwand (4) in OT-Stellung des Kolbens (1) in einem Abstand (a) von 40 bis 60 % der Brennraumtiefe (Tg) unterhalb des Kolbenbodens (la) liegt3. Fremdgeziindete, air-compressing internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the fuel jet (9) with a to the cylinder axis (x) normal plane includes an angle (ß) of 10 to 15 ° wherein the impact point (9 a) of the geometric fuel jet (9 ) on the combustion chamber wall (4) in the TDC position of the piston (1) at a distance (a) of 40 to 60% of the combustion chamber depth (Tg) below the piston crown (la) 4. Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriwinkel (a) zwischen Kraftstoffstrahl-Auftreffpunkt (9a) und dem Zentrum der Zündvorrichtung (11) - in einer normal zur Brennraumlängsachse (x) liegenden Ebene projiziert - zwischen 15 und 45° beträgt4. spark-ignited, air-compressing internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the central angle (a) between the fuel jet impact point (9a) and the center of the ignition device (11) - projected in a plane normal to the longitudinal axis of the combustion chamber (x) - is between 15 and 45 ° 5. Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung aus zueinander parallel verlaufenden Stabclcktroden besteht5. Spark-ignited, air-compressing internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the ignition device consists of parallel rod electrodes 6. Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den einen Pol der Zündvorrichtung bildende Stabelektrode (14) aus mehreren, um die den anderen Pol bildende Stabelektrode (13) angeordneten Teilelektroden (14a, 14b, 14c) besteht6. spark-ignited, air-compressing internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the one electrode of the ignition device forming the rod electrode (14) from several, around the other electrode-forming rod electrode (13) arranged partial electrodes (14a, 14b, 14c) 7. Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung aus einer Zündkerze mit einer oder mehreren Hakenelektroden besteht7. spark-ignited, air-compressing internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the ignition device consists of a spark plug with one or more hook electrodes 8. Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zündvorrichtung eine Glühkerze verwendet wird.8. Spark-ignited, air-compressing internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a glow plug is used as the ignition device. 9. Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Anbrüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der in oberer Totpunktstellung des Kolbens (1) in den Brennraum (3) hineinragenden Zündvorrichtung unter 12 mm liegt Hiezu 1 Blatt Zeichnung -6-9. Spark-ignited, air-compressing internal combustion engine according to one of the cracks 1 to 8, characterized in that the length of the ignition device projecting into the combustion chamber (3) in the top dead center position of the piston (1) is less than 12 mm. Here is 1 sheet drawing -6-
AT0429483A 1982-12-10 1983-12-09 COMBINED, AIR COMPRESSING INTERNAL COMBUSTION ENGINE AT396509B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3245780A DE3245780C1 (en) 1982-12-10 1982-12-10 Externally ignited, air compressing internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ATA429483A ATA429483A (en) 1993-01-15
AT396509B true AT396509B (en) 1993-10-25

Family

ID=6180358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT0429483A AT396509B (en) 1982-12-10 1983-12-09 COMBINED, AIR COMPRESSING INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Country Status (19)

Country Link
US (1) US4492194A (en)
JP (1) JPS59150923A (en)
KR (1) KR920006541B1 (en)
AR (1) AR230098A1 (en)
AT (1) AT396509B (en)
AU (1) AU563967B2 (en)
BR (1) BR8306933A (en)
CA (1) CA1209427A (en)
DD (1) DD230899A1 (en)
DE (1) DE3245780C1 (en)
FR (1) FR2537651B1 (en)
GB (1) GB2134975B (en)
IN (1) IN158545B (en)
IT (1) IT1194503B (en)
NL (1) NL8304075A (en)
NZ (1) NZ206528A (en)
SE (1) SE456263B (en)
SU (1) SU1237090A3 (en)
ZA (1) ZA839177B (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS601323A (en) * 1983-06-16 1985-01-07 Toyota Motor Corp Cylinder fuel injection type spark ignition internal- combustion engine
AU586595B2 (en) * 1985-11-30 1989-07-13 Isuzu Motors Limited Combustion chamber arrangement for an internal combustion engine
DE3632579A1 (en) * 1986-09-25 1988-04-07 Man Nutzfahrzeuge Gmbh FOREIGN-IGNITION, AIR-COMPRESSING ENGINE
US4955339A (en) * 1988-11-18 1990-09-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
US5109816A (en) * 1990-04-27 1992-05-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine
US5115774A (en) * 1990-12-26 1992-05-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
JPH1082323A (en) * 1996-09-06 1998-03-31 Mitsubishi Motors Corp Combustion chamber of diesel engine
GB2330177A (en) * 1997-10-09 1999-04-14 Ford Global Tech Inc Prevention of auto-ignition in end gas regions of a cylinder of a gasoline spark-ignition i.c engine
JPH11190217A (en) * 1997-10-20 1999-07-13 Nissan Motor Co Ltd Direct injection type diesel engine
JPH11182249A (en) * 1997-12-18 1999-07-06 Nissan Motor Co Ltd Direct injection spark-ignition type internal combustion engine
DE10033597C2 (en) * 2000-07-11 2003-12-11 Daimler Chrysler Ag Method for operating a diesel engine
DE10331267A1 (en) * 2003-07-10 2005-02-03 Robert Bosch Gmbh fuel injection system
FR2910054A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-20 Renault Sas Spark ignition internal combustion engine, has spark plugs projecting into combustion chamber, where shape of chamber, position of plug and compression ratio are determined such that combustion is raced after triggering of engine
JP5934851B2 (en) * 2009-10-06 2016-06-15 イマジニアリング株式会社 Internal combustion engine
US9429101B2 (en) * 2013-08-21 2016-08-30 Caterpillar Inc. Combustion engine piston and engine using same
AT17205U1 (en) * 2020-06-18 2021-09-15 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Pistons for internal combustion engine and internal combustion engine with such

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1576020A1 (en) * 1967-09-22 1970-04-02 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Externally ignited air-compressing internal combustion engine
DE1926613B2 (en) * 1969-05-24 1977-06-16 Ausscheidung in: 19 67 089 Daimler-Benz AG, 7000 Stuttgart FOUR-STROKE COMBUSTION ENGINE WITH EXTERNAL IGNITION AND PISTON COMBUSTION

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB531910A (en) * 1938-07-13 1941-01-14 Lancia Automobili Improvements in or relating to internal combustion engines operating with injection of liquid fuel into the cylinders
GB643351A (en) * 1946-09-06 1950-09-20 Antonin Zelezny Arrangement of the combustion space and the injection nozzle in internal combustion engines
US2921566A (en) * 1955-06-10 1960-01-19 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Internal combustion engine and method of operating it
US2942591A (en) * 1957-05-21 1960-06-28 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Piston
GB967126A (en) * 1962-12-06 1964-08-19 John Peter Hindley Improvements in internal combustion engines
CH478343A (en) * 1967-09-22 1969-09-15 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Spark ignition, air-compressing injection internal combustion engine
DE2038048C3 (en) * 1970-07-31 1975-06-19 Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag, 8500 Nuernberg Air-compressing, direct-injection internal combustion engine
DE2424514A1 (en) * 1974-05-20 1975-12-04 Daimler Benz Ag Four stroke piston engine with external ignition - fuel is injected earlier on load than on slow running
DE2611624C2 (en) * 1976-03-19 1982-06-03 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg Externally ignited, air-compressing internal combustion engine
DE2815717A1 (en) * 1977-04-29 1978-11-02 List Hans AIR COMPRESSING, DIRECT INJECTING COMBUSTION ENGINE
JPS6056893B2 (en) * 1977-12-09 1985-12-12 いすゞ自動車株式会社 combustion chamber
DE2755916C2 (en) * 1977-12-15 1982-07-08 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg Method for burning externally igniting fuels in an air-compressing, direct-injection internal combustion engine
US4203393A (en) * 1979-01-04 1980-05-20 Ford Motor Company Plasma jet ignition engine and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1576020A1 (en) * 1967-09-22 1970-04-02 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Externally ignited air-compressing internal combustion engine
DE1926613B2 (en) * 1969-05-24 1977-06-16 Ausscheidung in: 19 67 089 Daimler-Benz AG, 7000 Stuttgart FOUR-STROKE COMBUSTION ENGINE WITH EXTERNAL IGNITION AND PISTON COMBUSTION

Also Published As

Publication number Publication date
KR840007135A (en) 1984-12-05
AU563967B2 (en) 1987-07-30
IT8324065A0 (en) 1983-12-06
NZ206528A (en) 1986-07-11
AU2227783A (en) 1984-06-14
NL8304075A (en) 1984-07-02
US4492194A (en) 1985-01-08
GB8332667D0 (en) 1984-01-11
SE8306390D0 (en) 1983-11-18
ATA429483A (en) 1993-01-15
JPH0218408B2 (en) 1990-04-25
IT1194503B (en) 1988-09-22
DE3245780C1 (en) 1983-12-29
BR8306933A (en) 1984-07-24
FR2537651B1 (en) 1992-04-03
SE8306390L (en) 1984-06-11
JPS59150923A (en) 1984-08-29
GB2134975A (en) 1984-08-22
KR920006541B1 (en) 1992-08-08
IN158545B (en) 1986-12-06
AR230098A1 (en) 1984-02-29
SE456263B (en) 1988-09-19
CA1209427A (en) 1986-08-12
FR2537651A1 (en) 1984-06-15
DD230899A1 (en) 1985-12-11
SU1237090A3 (en) 1986-06-07
GB2134975B (en) 1986-01-29
ZA839177B (en) 1984-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT396509B (en) COMBINED, AIR COMPRESSING INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE19643886C2 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE112006001861B4 (en) spark plug
EP1319822B9 (en) Combustion engine with direct injection
EP0861369A1 (en) Internal combustion engine
DE2945490A1 (en) AIR COMPRESSING, DIRECTLY INJECTING INTERNAL COMBUSTION ENGINE
AT400472B (en) COMBINED, AIR COMPRESSING INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE3147015A1 (en) AIR-COMPRESSING, DIRECT-INJECTING ENGINE
EP0900324B1 (en) Injection device and combustion process for an internal combustion engine
DE3004580C2 (en) Air-compressing reciprocating internal combustion engine
DE1055873B (en) Air-compressing, self-igniting internal combustion engine
EP0207049B1 (en) Air-compressing reciprocating piston-type internal-combustion engine
DE60220429T2 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH DIRECT FUEL INJECTION, COMPRISING A SYSTEM FOR DIRECT INJECTION UNDER VERY HIGH PRESSURE
EP1387952A1 (en) Fuel injection system
DE3025943C2 (en) Self-igniting internal combustion engine with a rotationally symmetrical piston bowl
DE2537041A1 (en) COMBUSTION MACHINE
DE10018777B4 (en) Internal combustion engine of the Ottobau type with direct injection
DE10323000B4 (en) Method and piston-cylinder unit for generating a combustible fuel-gas mixture in a combustion chamber of a reciprocating internal combustion engine
CH640307A5 (en) AIR COMPRESSING, DIRECTLY INJECTING INTERNAL COMBUSTION ENGINE.
AT378992B (en) AIR-COMPRESSING, DIRECTLY INJECTING ENGINE
DD147386A2 (en) DIESEL BURNING MACHINE WITH PISTON MOUNTED BALL SPACE
DE1401965C (en) Internal combustion engine with spark ignition and fuel evaporation
DE3123459A1 (en) Method for the combustion of fuel, especially alcohol, in high compression engines and arrangement for performing the method
DE10234215A1 (en) Spark-ignited, direct-injection internal combustion engine
DE1751189C3 (en) Pre-chamber diesel engine

Legal Events

Date Code Title Description
ELJ Ceased due to non-payment of the annual fee